Svařování pozinkovaných plechů – jak to udělat správně a další vlastnosti procesu
Pozinkovaná ocel je oblíbená díky své nízké ceně a široké škále aplikací. Pozinkovaný ocelový plech, který má vysoké antikorozní vlastnosti, je široce používán jako stavební a konstrukční materiál. A v některých případech je potřeba tento válcovaný výrobek svařit, aby se získal pevný tupý spoj. A tady začínají problémy.
Faktem je, že četné nízkouhlíkové oceli jsou svařovány různými typy svařování a spojovány jinými metodami prakticky bez omezení. Jakmile se na ně ale nanese ochranná mikroskopická vrstva zinku, hned se vynoří spousta otázek. Bude například pájení pozinkované oceli v zásadě možné a jak svařovat pozinkovanou ocel, není samozřejmě škodlivé? Většina otázek je celkem spravedlivá. Pro zajištění pevného a spolehlivého svarového spoje musí mít kovový povlak válcované oceli vysokou tepelnou odolnost, tepelnou a elektrickou vodivost, sníženou mikrotvrdost a mechanické namáhání a také minimální drsnost povrchu. A Zn je nízkotavitelný, měkký válcovaný kov s nízkou pevností. To znamená, že jakékoli svařování galvanizovaným obloukem může být doprovázeno:
- přenos zinku do oblasti svarové lázně, což vede ke snížení pevnostních vlastností spoje, tvorbě pórů a vzniku mikrotrhlin v tepelně ovlivněné zóně;
- uvolňování par oxidu zinečnatého do vzduchu, které mají toxické vlastnosti a jistě se dostanou do plic svářeče. Při jednorázových svářečských pracích to může způsobit tzv. „kovovou kouřovou horečku“ a pokud neustále svařujete „galvanicky“ a nedodržujete některé bezpečnostní požadavky, můžete skončit s velkými zdravotními problémy;
- porušení ochranné zinkové vrstvy v tepelně ovlivněné zóně.
Je nutné odstranit povlak?
Zinek je elektronegativní aktivní kov. Tvořením galvanického páru se železem vytváří spolehlivou elektrochemickou ochranu oceli a díky ochrannému filmu, který se na ní tvoří vlivem vnějšího prostředí, velmi pomalu kolabuje v atmosférických podmínkách.
Poškození a cílené odstranění zinkové vrstvy a priori snižuje její korozivní vlastnosti, ale před svařováním je lepší ji odstranit očištěním svařovaného místa bruskou nebo brusným materiálem. To výrazně zjednoduší svařování a zlepší kvalitu odvedené práce, ale velikost čištěné plochy by měla být minimální. Profesionální svářeči a specialisté využívající invertorové zdroje často povlak neodstraňují mechanicky, ale vypalují jej svařovacím obloukem nebo plynovým hořákem, ale to vyžaduje mnoho praktických zkušeností a důkladné znalosti, jak správně svařovat pozinkovanou ocel.
Teplota svařování pro zinek
Elektrický svařovací oblouk je silný, dlouhotrvající elektrický výboj v prostředí ionizovaných plynů a par mezi elektrodami pod napětím. A Zn se začíná tavit již při teplotě +420°C a odpařovat se při +907°C. Když se svařování provádí pomocí potažených a wolframových elektrod, vždy vyhoří a vytvoří vločky bílého oxidu.
Proto se provozní režim volí na základě tloušťky válcovaného výrobku a pozinkované povlakové vrstvy a proudové zatížení je vždy nižší než při práci s ocelovým plechem bez povlaku. Ale při použití bronzu, který nemá tak vysoký bod tání jako ocel, dochází ke svařování zinku bez potíží. Náklady na takovou práci se však výrazně zvyšují a síla spojení klesá.
Metody svařování pozinkováním
Vzhledem k tomu, že hlavním průřezem pozinkovaného plechu je ocel, jsou pro něj používané metody svařování a typy svarových spojů stejné jako pro uhlíkové oceli. Jedná se o svařování:
- manuální oblouk (MMA);
- ruční argonový oblouk (TIG);
- poloautomatické v aktivních a inertních plynech (MIG/MAG).
Lze použít i pozinkované bodové svařování. Ale vzhledem ke specifikům technologie se používá pouze pro plechy do tloušťky 0,5 mm. A pájení lze provádět pomocí plynového hořáku a acetylenu, po předchozí aplikaci směsi stejných poměrů amoniaku a chloridu lithného na plnicí tyč.
Svařovací “galvanizovaná” elektroda
Metoda používaná hlavně pro plechy o tloušťce 1,5 mm nebo více. Vhodné pro velké výroby, dílny a garáže. Toto svařování pozinkované oceli se provádí za jakýchkoli klimatických podmínek pomocí elektrod s bazickým a rutilovým povlakem. Ve světové praxi se při provádění MMA svařování začaly používat celulózou potažené elektrody, ale v našem strojírenství zatím nenašly příliš široké uplatnění.
Svařovací příprava
Prvky, které se mají svařovat, musí být předem nařezány a označeny velikostí. Zakřivené oblasti a okraje jsou narovnány.
Po mechanickém nebo tepelném odstranění zinkového povlaku začnou řezat hrany. Bude také nutné ošetřit oblast budoucího svaru kyselinou nebo odmašťovadly.
Výběr elektrod
Kvalita svarů je dána stabilitou oblouku. A stabilita jeho spalování závisí na režimu svařování, typu a značce povlaku elektrody, složení tavidla a vlastnostech zdroje energie. Při výběru elektrod byste se proto měli řídit tloušťkou ochranného povlaku, třídou základní oceli a zvoleným provozním režimem.
Možné aplikace elektrod